JP3951753B2

JP3951753B2 - Electric power steering device

Info

Publication number: JP3951753B2
Application number: JP2002063622A
Authority: JP
Inventors: 久賀小岩井; 靖彦宮浦; 裕輔板倉
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2022-03-08
Also published as: JP2003261057A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動パワーステアリング装置に関し、特にそのモータ電流検出手段の故障を検出できる電動パワーステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の電動パワーステアリング装置は、操向ハンドルの操作によりステアリングシヤフトに発生する操舵トルクと車速を検出し、その検出信号に基づいてモータを駆動して操向ハンドルの操舵力を補助するものである。このような電動式パワーステアリング装置の制御は電子制御回路で実行されるが、その制御の概要は、トルクセンサで検出された操舵トルクと車速センサで検出された車速に基づいてモータに供給する電流の大きさを演算し、その演算結果に基づいてモータに供給する電流を制御する。
【０００３】
即ち、電子制御回路は、操向ハンドルが操作されて操舵トルクが発生しているときに、検出された車速が零あるいは低速の場合は大きな操舵補助力を供給し、検出された車速が速い場合は小さな操舵補助力を供給するように操向ハンドルの操舵力と車速に応じてモータに供給する電流を制御することで、走行状態に応じた最適の操舵補助力を与えることができるものである。
【０００４】
この種の装置では、実際にモータに流れる電流が、操舵トルクや車速に基づいて演算されたモータ電流の制御目標値に一致するようにフィードバック制御を行なっており、このためにモータに流れる電流を検出するモータ電流検出手段を備えている。
【０００５】
前記したモータ電流検出手段が故障した場合は正確なモータ電流を測定することができず、この結果、必要以上の電流がモータに流れて過大な操舵補助力を供給したり、或いはモータに必要なだけの電流が流れず、十分な操舵補助力を供給できないという不都合が発生することになる。
【０００６】
さらに、車両の制御機構の動作確認はエンジン始動時に行なわれるのが普通であり、モータ電流検出手段の動作確認もこの時点で行われる。モータ電流検出手段の動作確認のためにはモータに電流を流すが、このときモータが回転してしまうと、モータ軸とステアリング機構が結合している状態では操向ハンドルが回転してしまい、不測の事故が発生するおそれがある。
【０００７】
この課題への対応として本出願人は、モータの電気的時定数よりも大きく、且つモータの機械的時定数よりも小さい時間だけ前記モータに電圧を印加したときに予測される電流値と、モータ電流検出手段により検出されたモータ電流値に基づいて、モータ電流検出手段の故障を判定する故障判定手段を提案した（特開平８−９１２３９号公報参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記したモータ電流検出手段の故障判定手段では、イグニッションキーをＯＮとしたエンジン始動の直後の短時間だけ、即ち、モータの電気的時定数よりも大きく、且つモータの機械的時定数よりも小さい時間だけモータに電圧を印加して、故障を判定している。これは、エンジン始動直後にモータが回転すると、操向ハンドルが突然回転してしまい不測の事故が発生することを防ぐために必要なことである。
【０００９】
しかしながら、モータが新しい場合は特に支障はないが、ある程度の期間使用されるとモータの整流子とブラシとの接触面に電気絶縁特性を持つ酸化被膜が形成され、時間経過と共に酸化被膜が厚くなり電気抵抗が高まる傾向があるから、より高い電圧をモータに印加しないとモータ電流が流れなくなる。
【００１０】
図５はモータの整流子とブラシとの接触面の酸化被膜の影響を説明する図である。図５の（ａ）において、線Ａはモータが新品で接触面に酸化被膜が無い正常な場合を示しており、印加電圧とモータ電流とは比例関係にあり、印加電圧が高くなるとモータ電流も比例して増加している。線Ｂは接触面に酸化被膜が生じた場合を示しており、印加電圧が高くなってもモータ電流は殆ど増加せず、印加電圧がある値Ｓに達すると酸化被膜が絶縁破壊されて電気抵抗が急激に低下し、正常な場合の印加電圧に対応するモータ電流が流れるようになることがわかる。
【００１１】
図５の（ｂ）は、時間経過と共に酸化被膜が厚くなった場合に、酸化被膜が絶縁破壊される印加電圧がＳ1 、Ｓ2 、Ｓ3 と次第に高まる様子を示している。
【００１２】
このように、モータ電流検出手段の故障判定のために短時間だけ低い電圧をモータに印加したのでは、整流子とブラシとの接触面の酸化被膜のためにモータ電流が検出されないか、或いは僅かのモータ電流しか検出されず、モータ電流検出手段が故障していると誤った判定をするおそれがある。この発明は、上記課題を解決することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、少なくともステアリングシヤフトに発生する操舵トルク信号に基づいてステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの出力を制御する制御手段を備えた電動パワーステアリング装置において、前記制御手段は、モータ電流の指令値を演算する電流指令値演算手段と、モータ電流を検出するモータ電流検出手段と、前記電流指令値とモータ電流検出値との差分を比例積分器を介して積分した電流制御値を出力する電流偏差値演算比例積分手段と、モータ電流検出値が予め設定された限界値の範囲外であるときモータ電流手段の故障を判定する故障判定手段とを備え、前記制御手段は、モータの電気的時定数よりも大きく、且つモータの機械的時定数よりも小さい時間だけモータ電流指令値を設定すると共に、モータの整流子とブラシとの接触面の酸化被膜の絶縁が破壊される電圧まで高められた前記電流偏差値演算比例積分手段から出力された電流制御値に基づいて設定されたモータ印加電圧値によりモータを駆動し、検出されたモータ電流に基づいて故障判定手段によるモータ電流検出手段の故障の判定を実行させることを特徴とする。
【００１５】
また、前記故障判定手段は、前記モータ電流検出手段による複数回のモータ電流のサンプリングによる検出結果に基づいてモータ電流検出手段の故障を判定するものとする。
【００１６】
さらに、前記故障判定手段は、前記モータ電流検出手段による複数回のモータ電流のサンプリングによる検出結果の中に、予め設定されたモータ電流限界値の範囲内のものと範囲外のものが含まれているときは、直ちにモータ電流検出手段の故障と判定せず、再度複数回のモータ電流のサンプリングによる検出を行なってその検出結果の中にモータ電流限界値の範囲外のものが含まれるとき、或いは時系列的に次第に高められたモータ印加電圧値に対応するモータ電流値の検出結果が予め設定されたモータ電流限界値の範囲外のものであるとき、モータ電流検出手段の故障と判定するようにするとよい。
【００１７】
また、前記故障判定手段は、前記モータ電流検出手段による複数回のモータ電流のサンプリングによる検出結果の中に、予め設定されたモータ電流限界値の範囲外の値が連続して指定回数検出されたときモータ電流検出手段の故障と判定するようにしてもよい。
【００１８】
そして、前記モータ印加電圧値は、モータの機械的時定数に対応する電圧値を上限とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。図１は、この発明を実施するに適した電動パワーステアリング装置の構成の概略を説明する図で、操向ハンドル１の軸２は減速ギア４、ユニバーサルジョイント５ａ、５ｂ、ピニオンラック機構７を経て操向車輪のタイロッド８に結合されている。軸２には操向ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ３が設けられており、また、操舵力を補助するモータ１０がクラッチ９、減速ギア４を介して軸２に結合している。
【００２０】
パワーステアリング装置を制御する電子制御回路１３は、バッテリ１４からイグニッションキー１１を経て電力が供給される。電子制御回路１３は、トルクセンサ３で検出された操舵トルクと車速センサ１２で検出された車速に基づいて電流指令値の演算を行い、演算された電流指令値に基づいてモータ１０に供給する電流ｉを制御する。
【００２１】
クラッチ９は電子制御回路１３により制御される。クラッチ９は通常の動作状態では結合しており、電子制御回路１３によりパワーステアリング装置の故障と判断された時、及び電源がＯＦＦとなっている時に切離される。
【００２２】
図２は、制御手段を構成する電子制御回路１３のブロック図である。この実施の形態では電子制御回路１３は主としてＣＰＵから構成されるが、ここではそのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される機能を示している。例えば、位相補償器２１は独立したハードウエアとしての位相補償器２１を示すものではなく、ＣＰＵで実行される位相補償機能を示す。なお、電子制御回路１３をＣＰＵで構成せず、これらの機能要素をそれぞれ独立したハードウエア（電子回路）で構成できることは言うまでもない。
【００２３】
以下、電子制御回路１３の機能と動作を説明する。トルクセンサ３から入力された操舵トルク信号は、位相補償器２１で操舵系の安定を高めるために位相補償され、電流指令値演算手段である電流指令値演算部２２に入力される。また、車速センサ１２で検出された車速も電流指令値演算部２２に入力される。電流指令値演算部２２は、入力されたトルク信号と車速信号に基づいて所定の演算式によりモータ１０に供給する電流の制御目標値である電流指令値Ｉを演算する。
【００２４】
電流偏差値演算比例積分手段を構成する電流偏差値演算比例積分部２３は、電流指令値演算部２２から出力された電流指令値Ｉとモータ電流検出手段を構成するモータ電流検出器２５で検出された実際のモータ電流値ｉとの差の値Δｉを演算し、その差Δｉに基づく比例・積分動作（ＰＩ動作）を実行して、モータを制御する電流制御値Ｅを出力する演算要素である。
【００２５】
電流偏差値演算比例積分部２３の動作を説明する。正常にモータ電流値ｉが検出されているときは、差の値Δｉは略零になるから電流偏差値演算比例積分部２３から出力される電流制御値Ｅは電流指令値Ｉに略等しくなり、差の値Δｉが零になるようにフィードバック制御され、モータの駆動制御が行われる。
【００２６】
正常にモータ電流値ｉが検出されないときは、電流指令値Ｉと検出された実際のモータ電流値ｉと差の値Δｉは大きい。従って、電流指令値Ｉと検出されたモータ電流値ｉとの差の値Δｉに基づく比例・積分動作（ＰＩ動作）の結果、電流制御値Ｅは次第に増大し、モータ端子間に印加されるモータ印加電圧Ｖは次第に高くなる。
【００２７】
また、モータの整流子とブラシとの接触面が電気絶縁性の酸化被膜で覆われているときは、モータに電圧が印加された当初はモータ電流値ｉは僅かであるが、僅かに検出されたモータ電流値ｉが電流偏差値演算比例積分部２３にフィードバックされ、差の値Δｉが積分されていくから電流制御値Ｅは次第に増大し、モータ印加電圧Ｖは次第に高くなる。
【００２８】
モータ印加電圧Ｖが次第に高くなり、ある値を越えると、モータの整流子とブラシとの接触面の酸化被膜が絶縁破壊される。この結果、増大された前記電流制御値Ｅに基づいた高いモータ印加電圧Ｖに対応して、大きなモータ電流が急激に流れる。しかし、この後はモータ電流値ｉが正常に検出されるようになるから、電流指令値Ｉと検出されたモータ電流値ｉ差の値Δｉが零になるようにフィードバック制御されてモータの駆動制御が行われる。
【００２９】
モータ電流認識部３１は、モータ電流検出器２５で検出されたモータ電流値ｉが予め設定されているモータ電流限界値の範囲の内か外かを判定し、範囲外のときはモータ電流検出器２５に障害が発生したことを示す障害信号を出力する。また、範囲内であるときは無障害信号を出力する。
【００３０】
故障判定手段を構成する故障判定部３３は、モータ電流認識部３１から出力された複数の障害信号と、イグニッションキーのＯＮを検出するＩＧキーＯＮ検出器３２から出力された信号、及びバッテリ電圧が正常か否かを判定するバッテリ電圧検出器３５から出力された信号に基づいてモータ電流検出器２５の故障を判定し、故障判定信号を出力する。
【００３１】
フェールセーフ処理器３４は、故障判定部３３から出力された故障判定信号に基づいてリレー回路３６を作動させ、モータへの給電を停止する。上記した故障判定とフェールセーフ処理は後で詳細に説明する。
【００３２】
図３はモータ駆動回路２４の構成の一例を示す回路図である。モータ駆動回路２４は、入力された電流制御値ＥをＰＷＭ信号と電流方向信号とに分離変換する変換部４１、ＦＥＴ1 〜ＦＥＴ4 、及びそれ等のゲートを開閉駆動するＦＥＴゲート駆動回路４２等からなる。なお、昇圧電源４３はＦＥＴ1 、ＦＥＴ2 のハイサイド側を駆動する電源である。
【００３３】
ＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）は、Ｈブリツジ接続されたＦＥＴ（電界効果トランジスタ）スイツチング素子ＦＥＴ1 〜ＦＥＴ2 のゲートを駆動する信号であって、電流制御値Ｅの絶対値によりＰＷＭ信号のデユーテイ比（ＦＥＴのゲートをＯＮ／ＯＦＦする時間比）が決定される。
【００３４】
電流方向信号は、モータに供給する電流の方向を指示する信号で、電流制御値Ｅの符号（正負）により決定される信号である。
【００３５】
ＦＥＴ1 とＦＥＴ2 は前記したＰＷＭ信号のデユーテイ比に基づいてゲートがＯＮ／ＯＦＦされるスイツチング素子で、モータに流れる電流の大きさを制御するためのスイツチング素子である。また、ＦＥＴ3 とＦＥＴ4 は前記した電流方向信号に基づいてゲートがＯＮ或いはＯＦＦされる（一方がＯＮの時、他方はＯＦＦとなる）スイツチング素子で、モータに流れる電流の方向、即ちモータの回転方向を切り換えるスイツチング素子である。
【００３６】
ＦＥＴ3 が導通状態にあるときは、電流はＦＥＴ1 、モータ１０、ＦＥＴ3 、抵抗Ｒ1 を経て流れ、モータ１０に正方向の電流が流れる。また、ＦＥＴ4 が導通状態にあるときは、電流はＦＥＴ2 、モータ１０、ＦＥＴ4 、抵抗Ｒ2 を経て流れ、モータ１０に負方向の電流が流れる。
【００３７】
モータ電流検出回路２５は、抵抗Ｒ1 の両端における電圧降下に基づいて正方向電流の大きさを検出し、また、抵抗Ｒ2 の両端における電圧降下に基づいて負方向電流の大きさを検出する。検出された実際のモータ電流値ｉは電流偏差値演算比例積分部２３にフィードバックして入力されるほか、モータ電流認識部３１にも入力される（図２参照）。
【００３８】
以上説明した電子制御回路は、操向ハンドルが操作されて操舵トルクが発生しているときに、検出された操舵トルクが大きく、また検出された車速が零あるいは低速の場合は電流指令値Ｉを大きく設定し、検出された操舵トルクが小さく、また検出された車速が速い場合は電流指令値Ｉを小さく設定するから、走行状態に応じた最適の操舵補助力を与えることができる。
【００３９】
次に、モータ電流検出器２５の故障の判定、及び検出結果に基づくフェールセーフ処理について説明する。
【００４０】
まず、その原理を説明する。イグニッションキー１１をＯＮとし、モータに電圧Ｖを印加したとき、モータ端子間電圧Ｖとモータに流れる電流ｉとの間には、以下の式（１）の関係がある。
【００４１】
Ｖ＝Ｌ・di／dt＋Ｒｉ＋ｋ_Tω・・・・・・・・・（１）
ここで、ｋ_Tはモータの逆起電力定数、ωはモータの角速度、
Ｌはモータのインダクタンス、Ｒはモータの端子間抵抗である。
【００４２】
モータの機械的時定数Ｔm はモータの慣性モーメントＪをモータの粘性抵抗Ｂで割った値で、Ｔm ＝Ｊ／Ｂで表され、また、モータの電気的時定数Ｔe はモータのインダクタンスＬをモータの抵抗Ｒで割った値であり、Ｔe ＝Ｌ／Ｒで表される。
【００４３】
モータの機械的時定数Ｔm よりも十分に小さく、モータの電気的時定数Ｔe よりも十分に大きい時間Ｔを設定し（Ｔe ＜＜Ｔ＜＜Ｔm ）、初期状態から時間Ｔだけモータに電圧Ｖを印加した場合の、モータ電流ｉとモータの角速度ωの過渡特性、及びモータ電流をサンプリングする時期を図４により説明する。
【００４４】
即ち、図４（ａ）はモータ印加電圧Ｖと時間Ｔの関係を示すもので、サンプリングを開始する前の時間Ｔ0 まではモータに一定の電圧Ｖ0 が印加され、サンプリングが開始されるとモータ印加電圧Ｖは時間の経過とともに次第に高くなることを示している。
【００４５】
また、図４（ｂ）はモータ電流と時間の関係を示すもので、正常な状態、即ちモータの整流子とブラシとの接触面が電気絶縁性の酸化被膜で覆われていない場合には、モータに電圧Ｖが印加されるとモータ電流は早い時期に立上がり（モータの電気的時定数Ｔe ＜＜電圧Ｖの印加時間Ｔ）、定常電流ｉが流れることを示している。
【００４６】
図４（ｃ）はモータの角速度ωと時間の関係を示すもので、モータに電圧Ｖが印加される時間Ｔの範囲では、モータの機械的時定数Ｔm が大きく、モータの角速度ωは殆ど零であること、即ち回転しないことを示している。更に、前記モータ電流の予測値ｉs をステアリング機構の静止摩擦トルクに対応した値以下になるようにモータ印加電圧を設定すれば、モータが回転しない条件を完全に達成することができる。
【００４７】
また、図４（ｄ）は実際にモータに流れるモータ電流ｉを検出するサンプリング時期を示すもので、モータに電圧Ｖを印加後、Ｔ0 時間後からサンプリングを開始することを示している。
【００４８】
このように、モータ電流検出器２５の故障の判定は、イグニッションキー１１をＯＮにした直後に、複数回のモータ電流値ｉのサンプリングを行なって実行される。
【００４９】
以下、図２によって、この発明のモータ電流検出器２５の故障の判定、及び検出結果に基づくフェールセーフ処理の構成と動作について説明する。
【００５０】
モータ電流検出器２５によるモータ電流値ｉの検出ができない原因には、モータ電流検出器２５は故障していないにも拘らず、モータの整流子とブラシとの接触面が電気絶縁性の酸化被膜で覆われているためモータ電流が流れない或いは僅かの電流しか流れない場合と、モータ電流検出器２５そのものが故障している場合とがある。
【００５１】
そこで、この発明では、モータの整流子とブラシとの接触面の酸化被膜を絶縁破壊してからモータ電流値ｉを検出するようにしたものであり、これによりモータ電流検出器２５そのものの故障を正確に検出することができる。
【００５２】
イグニッションキー１１をＯＮにすると、図示しないタイマＴＭにより予め設定された所定時間Ｔだけモータに電圧Ｖが印加される。イグニッションキー１１のＯＮはＩ．Ｇ．キーＯＮ検出器３２により検出され、その検出信号と、バッテリ電圧検出器３５により検出されたバッテリ電圧ＶBAが故障検出部３３に入力される。
【００５３】
モータ電流検出器２５の故障判定の際は、操舵トルクは発生しておらず車速も零であるから、モータを駆動して補助トルクを発生させる状態にない。このため故障判定の際には、モータ１０に電圧Ｖが印加されるよう、電流指令値演算部２２から予め定めた故障判定用の電流指令値Ｉを出力させるものとする。
【００５４】
一方、図示しないタイマＴＭにより予め設定された所定時間Ｔ0 （Ｔ0 ＜Ｔ）だけ経過した時点において、モータ電流値ｉのサンプリングが行われる。サンプリングはタイマＴＭにより予め設定された所定時間Ｔs だけ実行される。
【００５５】
先にも説明したとおり、電流偏差値演算比例積分部２３では、電流指令値Ｉと検出されたモータ電流値ｉとの差の値Δｉが演算され、その差Δｉに基づく比例・積分動作（ＰＩ動作）が実行され、モータを制御する電流制御値Ｅが出力される。モータの整流子とブラシとの接触面が酸化被膜で覆われているときは、差の値Δｉは大きく電流指令値Ｉは増大し、電流制御値Ｅも次第に増大する。このため、モータ印加電圧Ｖは次第に高くなるから、モータ印加電圧Ｖがある値を越えると酸化被膜が絶縁破壊されて正常にモータに電流が流れ、モータ電流値ｉが検出されるようになる。
【００５６】
電流偏差値演算比例積分部２３で実行される上記の処理は、接触面が酸化被膜で覆われていても覆われていなくても常に実行されるから、モータ電流検出器２５によるモータ電流値ｉの検出は、常に上記した接触面の酸化被膜の影響が排除された状態でモータ電流値ｉが検出される。
【００５７】
以上の処理においては、モータ印加電圧Ｖは次第に高くなって酸化被膜が絶縁破壊された瞬間に検出されたモータ電流値ｉは、著しく大きな電流値が検出されるが、次のモータ電流のサンプル検出時には正常にモータ電流値ｉが検出されるから、複数回のモータ電流のサンプル検出を行うことで、正常なモータ電流値を検出することができる。即ち、１回のモータ電流のサンプル検出でモータ電流限界値の範囲外の電流値が検出されたとしても、それで直ちにモータ電流検出器２５が故障であると判断すると誤検出することがある。
【００５８】
そして、複数回のモータ電流のサンプル検出によっても、予め設定されたモータ電流限界値の範囲外のモータ電流値が検出されたときは、接触面の酸化被膜の影響はないのであるからモータ電流検出器２５が故障であると判断することができる。この複数回のモータ電流のサンプル検出において、予め設定されたモータ電流限界値の範囲外の値が連続して予め指定された回数だけ検出されたとき、モータ電流検出器２５が故障であると判断するようにしてもよい。
【００５９】
また、前記したとおり、モータ印加電圧Ｖは時系列的に次第に高まるから、時系列的に次第に高まるモータ印加電圧Ｖに対応するモータ電流検出値が予め設定されたモータ電流限界値の範囲外の値のとき、モータ電流検出器２５が故障であると判断するようにしてもよい。
【００６０】
モータ電流認識部３１では、モータ電流検出器２５で検出されたモータ電流値ｉが予め設定されているモータ電流限界値の範囲外であるとき、モータ電流検出器２５に障害が発生したことを示す障害信号を出力する。モータ電流限界値の範囲内の時は無障害信号を出力する。複数回のモータ電流値ｉのサンプリングが行なわれるから、複数個の障害信号或いは無障害信号が出力される。
【００６１】
故障判定部３３は、モータ電流認識部３１から出力された複数個の障害信号或いは無障害信号と、ＩＧキーＯＮ検出器３２から出力された信号、及びバッテリ電圧検出器３５から出力された信号に基づき、検出されたこれ等の信号がイグニッションキー１１をＯＮにした直後の動作確認の時期での複数回のモータ電流値ｉのサンプリングで検出された信号であることを確認する。
【００６２】
これと共に、サンプリングにおいて全ての検出結果から、或いは時系列的に無障害信号が検出された後の検出結果からモータ電流限界値の範囲外の障害信号が検出された場合には、モータ電流検出手段の故障と判定して故障判定信号をフェール処理器３４に出力する。
【００６３】
フェール処理器３４は出力された故障判定信号に基づいてリレー回路３６を作動させて接点３６ａを開き、モータ１０への給電を断ち、電動パワーステアリング装置を不作動とする。
【００６４】
なお、本願特許請求の範囲の請求項５において、モータ印加電圧値は、モータの機械的時定数に対応する電圧値を上限とすることを規定しているが、これはモータ印加電圧が高くなるとモータが回転を開始するおそれがあるから、モータ印加電圧値をモータの機械的時定数に対応する電圧値を上限値として、モータが回転しない範囲に留めているのである。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明の電動パワーステアリング装置は、イグニッションキーをＯＮにした直後にモータ電流検出手段の故障を調べるものであり、モータの機械的時定数Ｔm よりも十分に小さく、モータの電気的時定数Ｔe よりも十分に大きい時間Ｔ（Ｔe ＜＜Ｔ＜＜Ｔm ）だけモータ電流指令値を設定し、電流偏差値演算比例積分部において、電流指令値と検出されたモータ電流値との差を演算し、その差Δｉに基づく比例・積分動作（ＰＩ動作）を実行してモータを制御する電流制御値Ｅを出力する。
【００６６】
電流制御値Ｅはモータ電流が正しく検出されないときは、前記した積分動作により電流制御値Ｅが時間の経過と共に高まり、モータ印加電圧が高まる。この結果、モータの整流子とブラシとの接触面が酸化被膜で覆われてモータ電流が正確に検出できない場合があっても、モータに高い電圧が印加されるので接触面の酸化被膜が絶縁破壊され、モータ電流が正常に流れる状態が作り出される。
【００６７】
これにより、故障検出に際しては常にモータの整流子とブラシとの酸化被膜の影響が排除されるから、検出されたモータ電流値が予め設定されたモータ電流限界値の範囲外の場合にはモータ電流検出手段の故障と判断することができる。
【００６８】
さらに、イグニッションキーをＯＮにした直後、モータが実質的に回転しない状態においてモータ電流検出手段の故障検出を行うことができるから、故障検出の際に、操向ハンドルが回転してしまう危険性もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動パワーステアリング装置の構成の概略を説明する図。
【図２】この発明の実施例の電子制御回路のブロツク図。
【図３】モータ駆動回路の構成の一例を示すブロツク図。
【図４】モータ電流ｉとモータの角速度ωの過渡特性、及びモータ電流ｉのサンプリング時期を説明する図。
【図５】モータの整流子とブラシとの接触面の酸化被膜の影響を説明する図。
【符号の説明】
３トルクセンサ
１０モータ
１１イグニッションキー
１２車速センサ
１３電子制御回路
２１位相補償器
２２電流指令値演算部
２３電流偏差値演算比例積分部
２４モータ駆動回路
２５モータ電流検出器
３１モータ電流認識部
３２Ｉ．Ｇ．キーＯＮ検出器
３３故障判定部
３４フェールセーフ処理器
３５バッテリ電圧検出器
４１変換部
４２ＦＥＴゲート駆動回路
４３昇圧電源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering device, and more particularly to an electric power steering device capable of detecting a failure of a motor current detection means.
[0002]
[Prior art]
An electric power steering device for a vehicle detects a steering torque and a vehicle speed generated in a steering shaft by operating a steering handle, and drives a motor based on the detection signal to assist a steering force of the steering handle. is there. Such an electric power steering apparatus is controlled by an electronic control circuit. The outline of the control is as follows: current supplied to the motor based on the steering torque detected by the torque sensor and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor. And the current supplied to the motor is controlled based on the result of the calculation.
[0003]
That is, when the steering wheel is operated and steering torque is generated, the electronic control circuit supplies a large steering assist force when the detected vehicle speed is zero or low, and the detected vehicle speed is high. Can control the current supplied to the motor in accordance with the steering force of the steering wheel and the vehicle speed so as to supply a small steering assist force, so that the optimum steering assist force according to the running state can be given. .
[0004]
In this type of device, feedback control is performed so that the current that actually flows through the motor matches the control target value of the motor current that is calculated based on the steering torque and the vehicle speed. Motor current detection means for detecting is provided.
[0005]
If the motor current detecting means described above fails, the accurate motor current cannot be measured. As a result, an excessive current flows to the motor to supply an excessive steering assist force, or the motor is not necessary. As a result, there is a problem that a sufficient amount of steering assist force cannot be supplied.
[0006]
Furthermore, the operation check of the vehicle control mechanism is normally performed at the time of engine start, and the operation check of the motor current detection means is also performed at this time. In order to confirm the operation of the motor current detection means, a current is passed through the motor. If the motor rotates at this time, the steering handle rotates in a state where the motor shaft and the steering mechanism are coupled, which is not expected. Accidents may occur.
[0007]
In response to this problem, the present applicant has determined that the current value predicted when a voltage is applied to the motor for a time greater than the electrical time constant of the motor and less than the mechanical time constant of the motor, and the motor A failure determination means for determining a failure of the motor current detection means based on the motor current value detected by the current detection means has been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-91239).
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the failure determination means of the motor current detection means described above, only a short time immediately after the engine is started with the ignition key turned on, that is, a time that is greater than the electrical time constant of the motor and less than the mechanical time constant of the motor. Only the voltage is applied to the motor and the failure is judged. This is necessary to prevent an unexpected accident from occurring due to sudden rotation of the steering handle when the motor rotates immediately after the engine is started.
[0009]
However, there is no particular problem when the motor is new, but if it is used for a certain period of time, an oxide film with electrical insulating properties is formed on the contact surface between the commutator and the brush of the motor, and the oxide film becomes thicker with time. Since electric resistance tends to increase, the motor current does not flow unless a higher voltage is applied to the motor.
[0010]
FIG. 5 is a diagram for explaining the influence of the oxide film on the contact surface between the commutator and the brush of the motor. In FIG. 5A, line A shows a normal case in which the motor is new and there is no oxide film on the contact surface. The applied voltage and the motor current are in a proportional relationship. When the applied voltage increases, the motor current also increases. It increases in proportion. Line B shows a case where an oxide film is formed on the contact surface. The motor current hardly increases even when the applied voltage is increased, and when the applied voltage reaches a certain value S, the oxide film is broken down to cause an electrical resistance. It can be seen that the motor current corresponding to the applied voltage in the normal state flows.
[0011]
FIG. 5B shows how the applied voltage at which the oxide film breaks down gradually increases as S1, S2, and S3 when the oxide film becomes thicker with time.
[0012]
As described above, when a low voltage is applied to the motor for a short time to determine the failure of the motor current detecting means, the motor current is not detected due to the oxide film on the contact surface between the commutator and the brush, or slightly. Only the motor current is detected, and it may be erroneously determined that the motor current detecting means is out of order. An object of the present invention is to solve the above problems.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves the above-mentioned problems, and the invention according to claim 1 includes control means for controlling the output of a motor that applies a steering assist force to the steering mechanism based on at least a steering torque signal generated in the steering shaft. In the electric power steering apparatus, the control means includes a current command value calculation means for calculating a command value of the motor current, a motor current detection means for detecting the motor current, and a difference between the current command value and the motor current detection value. Current deviation value calculation proportional integration means that outputs the current control value integrated via the proportional integrator, and failure determination that determines failure of the motor current means when the motor current detection value is outside the range of the preset limit value Means for controlling the motor power for a time greater than the electrical time constant of the motor and less than the mechanical time constant of the motor. Setting sets a command value, based on a current control value insulation of the oxide layer of the contact surface is outputted from the current deviation calculating the proportional integrating means is increased to voltage breakdown between the commutator and brush of the motor The motor is driven by the motor applied voltage value, and the failure determination unit performs a failure determination of the motor current detection unit based on the detected motor current.
[0015]
Further, the failure determination means determines a failure of the motor current detection means based on a detection result obtained by sampling the motor current a plurality of times by the motor current detection means.
[0016]
Further, the failure determination means includes detection results obtained by sampling the motor current a plurality of times by the motor current detection means, those within the range of the preset motor current limit value and those outside the range. If the motor current detection means does not immediately determine that the motor current detection means is out of order and the detection is performed again by sampling the motor current a plurality of times, and the detection results include those outside the motor current limit value range, or When the detection result of the motor current value corresponding to the motor applied voltage value that is gradually increased in time series is out of the range of the preset motor current limit value, it is determined that the motor current detecting means is out of order. Good.
[0017]
In addition, the failure determination means continuously detects a value outside the range of a preset motor current limit value for a specified number of times in a detection result obtained by sampling the motor current a plurality of times by the motor current detection means. Sometimes, it may be determined that the motor current detecting means is out of order.
[0018]
The upper limit of the voltage applied to the motor is a voltage value corresponding to the mechanical time constant of the motor.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram for explaining the outline of the configuration of an electric power steering apparatus suitable for carrying out the present invention. The shaft 2 of the steering handle 1 passes through a reduction gear 4, universal joints 5a and 5b, and a pinion rack mechanism 7. It is connected to the tie rod 8 of the steering wheel. A torque sensor 3 that detects the steering torque of the steering handle 1 is provided on the shaft 2, and a motor 10 that assists the steering force is coupled to the shaft 2 via a clutch 9 and a reduction gear 4.
[0020]
The electronic control circuit 13 that controls the power steering device is supplied with electric power from the battery 14 via the ignition key 11. The electronic control circuit 13 calculates a current command value based on the steering torque detected by the torque sensor 3 and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 12, and supplies a current to the motor 10 based on the calculated current command value. i is controlled.
[0021]
The clutch 9 is controlled by an electronic control circuit 13. The clutch 9 is engaged in a normal operation state, and is disconnected when it is determined by the electronic control circuit 13 that the power steering device has failed and when the power is turned off.
[0022]
FIG. 2 is a block diagram of the electronic control circuit 13 constituting the control means. In this embodiment, the electronic control circuit 13 is mainly composed of a CPU, but here, a function executed by a program in the CPU is shown. For example, the phase compensator 21 does not indicate the phase compensator 21 as independent hardware, but indicates a phase compensation function executed by the CPU. Needless to say, the electronic control circuit 13 is not composed of a CPU, and these functional elements can be composed of independent hardware (electronic circuits).
[0023]
Hereinafter, functions and operations of the electronic control circuit 13 will be described. The steering torque signal input from the torque sensor 3 is phase-compensated by the phase compensator 21 in order to increase the stability of the steering system, and is input to the current command value calculation unit 22 which is a current command value calculation means. The vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 12 is also input to the current command value calculation unit 22. The current command value calculation unit 22 calculates a current command value I that is a control target value of the current supplied to the motor 10 by a predetermined calculation formula based on the input torque signal and vehicle speed signal.
[0024]
The current deviation value calculation proportional integration unit 23 constituting the current deviation value calculation proportional integration means is detected by the current command value I output from the current command value calculation unit 22 and the motor current detector 25 constituting the motor current detection means. This is a calculation element that calculates a difference value Δi from the actual motor current value i, executes a proportional / integral operation (PI operation) based on the difference Δi, and outputs a current control value E for controlling the motor. .
[0025]
The operation of the current deviation value calculation proportional integration unit 23 will be described. When the motor current value i is normally detected, the difference value Δi becomes substantially zero, so the current control value E output from the current deviation value calculation proportional integration unit 23 is substantially equal to the current command value I. Feedback control is performed so that the difference value Δi becomes zero, and drive control of the motor is performed.
[0026]
When the motor current value i is not normally detected, the difference Δi between the current command value I and the detected actual motor current value i is large. Therefore, as a result of the proportional / integral operation (PI operation) based on the difference value Δi between the current command value I and the detected motor current value i, the current control value E gradually increases and the motor applied between the motor terminals. The applied voltage V gradually increases.
[0027]
When the contact surface between the commutator and the brush of the motor is covered with an electrically insulating oxide film, the motor current value i is small at the beginning when voltage is applied to the motor, but is slightly detected. Since the motor current value i is fed back to the current deviation value calculation proportional integration unit 23 and the difference value Δi is integrated, the current control value E gradually increases and the motor applied voltage V gradually increases.
[0028]
When the motor applied voltage V gradually increases and exceeds a certain value, the oxide film on the contact surface between the motor commutator and the brush is broken down. As a result, a large motor current flows rapidly corresponding to the high motor applied voltage V based on the increased current control value E. However, since the motor current value i is normally detected thereafter, feedback control is performed so that the current command value I and the detected motor current value i difference value Δi become zero, and the motor drive control. Is done.
[0029]
The motor current recognition unit 31 determines whether or not the motor current value i detected by the motor current detector 25 is within or outside the range of a preset motor current limit value. A failure signal indicating that a failure has occurred is output to 25. When it is within the range, a fault-free signal is output.
[0030]
The failure determination unit 33 constituting the failure determination unit includes a plurality of failure signals output from the motor current recognition unit 31, a signal output from the IG key ON detector 32 that detects ON of the ignition key, and a battery voltage. A failure of the motor current detector 25 is determined based on a signal output from the battery voltage detector 35 that determines whether or not it is normal, and a failure determination signal is output.
[0031]
The fail safe processor 34 operates the relay circuit 36 based on the failure determination signal output from the failure determination unit 33, and stops the power supply to the motor. The above-described failure determination and fail-safe processing will be described in detail later.
[0032]
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the motor drive circuit 24. The motor drive circuit 24 includes a conversion unit 41 that separates and converts the input current control value E into a PWM signal and a current direction signal, FET1 to FET4, and an FET gate drive circuit 42 that opens and closes the gates thereof. . The step-up power supply 43 is a power supply for driving the high side of FET1 and FET2.
[0033]
The PWM signal (pulse width modulation signal) is a signal for driving the gates of the FET (field effect transistor) switching elements FET1 to FET2 connected to the H-bridge, and the duty ratio of the PWM signal (the absolute value of the current control value E) Time ratio for turning on / off the gate of the FET) is determined.
[0034]
The current direction signal is a signal that indicates the direction of the current supplied to the motor and is determined by the sign (positive or negative) of the current control value E.
[0035]
FET1 and FET2 are switching elements whose gates are turned ON / OFF based on the duty ratio of the PWM signal described above, and are switching elements for controlling the magnitude of the current flowing through the motor. FET3 and FET4 are switching elements whose gates are turned on or off based on the current direction signal described above (one is turned on when the other is turned on), and the direction of the current flowing through the motor, that is, the direction of rotation of the motor. Switching element for switching between
[0036]
When FET3 is in a conducting state, current flows through FET1, motor 10, FET3, and resistor R1, and a positive current flows through motor 10. When the FET 4 is in a conductive state, the current flows through the FET 2, the motor 10, the FET 4, and the resistor R 2, and a negative current flows through the motor 10.
[0037]
The motor current detection circuit 25 detects the magnitude of the positive current based on the voltage drop across the resistor R1, and detects the magnitude of the negative current based on the voltage drop across the resistor R2. The detected actual motor current value i is fed back to the current deviation value calculation proportional integration unit 23 and input to the motor current recognition unit 31 (see FIG. 2).
[0038]
In the electronic control circuit described above, when the steering handle is operated and the steering torque is generated, the detected steering torque is large, and if the detected vehicle speed is zero or low, the current command value I is set. If the steering torque is set to a large value, the detected steering torque is small, and the detected vehicle speed is high, the current command value I is set to a small value, so that the optimum steering assist force according to the traveling state can be applied.
[0039]
Next, failure determination of the motor current detector 25 and fail-safe processing based on the detection result will be described.
[0040]
First, the principle will be described. When the ignition key 11 is turned ON and the voltage V is applied to the motor, the relationship between the motor terminal voltage V and the current i flowing through the motor is represented by the following equation (1).
[0041]
V = L · di / dt + Ri + k _T ω (1)
Where k _T is the back electromotive force constant of the motor, ω is the angular velocity of the motor,
L is the inductance of the motor, and R is the resistance between the terminals of the motor.
[0042]
The mechanical time constant Tm of the motor is a value obtained by dividing the moment of inertia J of the motor by the viscous resistance B of the motor, and is expressed by Tm = J / B. The electric time constant Te of the motor is the motor inductance L. Divided by the resistance R, and is expressed by Te = L / R.
[0043]
A time T that is sufficiently smaller than the mechanical time constant Tm of the motor and sufficiently larger than the electrical time constant Te of the motor is set (Te << T << Tm), and the voltage V is applied to the motor for the time T from the initial state. The transient characteristics of the motor current i and the angular velocity ω of the motor and the timing for sampling the motor current when the voltage is applied will be described with reference to FIG.
[0044]
4A shows the relationship between the motor applied voltage V and the time T. A constant voltage V0 is applied to the motor until the time T0 before starting sampling, and when the sampling is started, the motor is applied. The voltage V indicates that it gradually increases with time.
[0045]
FIG. 4B shows the relationship between the motor current and time. In a normal state, that is, when the contact surface between the commutator and the brush of the motor is not covered with an electrically insulating oxide film, When voltage V is applied to the motor, the motor current rises early (electrical time constant Te of the motor << application time T of voltage V), indicating that a steady current i flows.
[0046]
FIG. 4C shows the relationship between the angular velocity ω of the motor and time. In the range of the time T when the voltage V is applied to the motor, the mechanical time constant Tm of the motor is large and the angular velocity ω of the motor is almost zero. That is, it indicates that it does not rotate. Further, if the motor applied voltage is set so that the predicted value is of the motor current is not more than the value corresponding to the static friction torque of the steering mechanism, the condition that the motor does not rotate can be completely achieved.
[0047]
FIG. 4 (d) shows the sampling timing for detecting the motor current i actually flowing to the motor, and shows that sampling is started after time T0 after the voltage V is applied to the motor.
[0048]
Thus, the determination of the failure of the motor current detector 25 is executed by sampling the motor current value i a plurality of times immediately after turning on the ignition key 11.
[0049]
Hereinafter, the configuration and operation of the fail-safe process based on the determination of the failure of the motor current detector 25 and the detection result of the present invention will be described with reference to FIG.
[0050]
The reason why the motor current value i cannot be detected by the motor current detector 25 is that the contact surface between the motor commutator and the brush is an electrically insulating oxide film even though the motor current detector 25 has not failed. The motor current does not flow or only a small current flows, and the motor current detector 25 itself is broken.
[0051]
Therefore, in the present invention, the motor current value i is detected after dielectric breakdown of the oxide film on the contact surface between the commutator and the brush of the motor, thereby preventing failure of the motor current detector 25 itself. It can be detected accurately.
[0052]
When the ignition key 11 is turned on, the voltage V is applied to the motor for a predetermined time T set in advance by a timer TM (not shown). The ignition key 11 is turned on when the I.D. G. The detection signal detected by the key ON detector 32 and the battery voltage VBA detected by the battery voltage detector 35 are input to the failure detector 33.
[0053]
At the time of failure determination of the motor current detector 25, since the steering torque is not generated and the vehicle speed is zero, the motor is not driven to generate auxiliary torque. For this reason, at the time of failure determination, the current command value calculation unit 22 outputs a predetermined current command value I for failure determination so that the voltage V is applied to the motor 10.
[0054]
On the other hand, when a predetermined time T0 (T0 <T) preset by a timer TM (not shown) has elapsed, the motor current value i is sampled. Sampling is executed for a predetermined time Ts preset by the timer TM.
[0055]
As described above, the current deviation value calculation proportional integration unit 23 calculates a difference value Δi between the current command value I and the detected motor current value i, and performs a proportional / integration operation (PI) based on the difference Δi. Operation) is executed, and a current control value E for controlling the motor is output. When the contact surface between the motor commutator and the brush is covered with an oxide film, the difference value Δi is large, the current command value I is increased, and the current control value E is also gradually increased. For this reason, since the motor applied voltage V gradually increases, when the motor applied voltage V exceeds a certain value, the oxide film is dielectrically broken, the current flows normally to the motor, and the motor current value i is detected.
[0056]
The above processing executed by the current deviation value calculation proportional integration unit 23 is always executed regardless of whether the contact surface is covered or not covered with the oxide film, and therefore, the motor current value i by the motor current detector 25 is determined. In the detection of the motor current value i, the influence of the oxide film on the contact surface is always excluded.
[0057]
In the above processing, the motor applied voltage V is gradually increased and the motor current value i detected at the moment when the oxide film breaks down is detected as a significantly large current value. Sometimes the motor current value i is normally detected, so that the normal motor current value can be detected by performing the sample detection of the motor current a plurality of times. That is, even if a current value outside the range of the motor current limit value is detected by one detection of the motor current sample, it may be erroneously detected if it is immediately determined that the motor current detector 25 is faulty.
[0058]
If a motor current value outside the range of the preset motor current limit value is detected even after multiple sample detections of the motor current, the motor current is detected because there is no influence of the oxide film on the contact surface. It can be determined that the device 25 is out of order. In this plurality of times of motor current sample detection, if a value outside the range of the preset motor current limit value is continuously detected a predetermined number of times, it is determined that the motor current detector 25 is faulty. You may make it do.
[0059]
Further, as described above, since the motor applied voltage V gradually increases in time series, the motor current detection value corresponding to the motor applied voltage V gradually increasing in time series is a value outside the range of the preset motor current limit value. At this time, it may be determined that the motor current detector 25 is out of order.
[0060]
The motor current recognition unit 31 indicates that a failure has occurred in the motor current detector 25 when the motor current value i detected by the motor current detector 25 is outside the range of the preset motor current limit value. Output a fault signal. When it is within the range of motor current limit value, it outputs a no fault signal. Since the motor current value i is sampled a plurality of times, a plurality of fault signals or no fault signals are output.
[0061]
The failure determination unit 33 includes a plurality of failure signals or no failure signals output from the motor current recognition unit 31, a signal output from the IG key ON detector 32, and a signal output from the battery voltage detector 35. On the basis of these, it is confirmed that these detected signals are signals detected by sampling the motor current value i a plurality of times at the operation confirmation timing immediately after turning on the ignition key 11.
[0062]
At the same time, when a fault signal outside the range of the motor current limit value is detected from all the detection results in sampling or from the detection result after the no fault signal is detected in time series, the motor current detection means A failure determination signal is output to the fail processor 34.
[0063]
The fail processor 34 operates the relay circuit 36 based on the output failure determination signal, opens the contact 36a, cuts off the power supply to the motor 10, and deactivates the electric power steering apparatus.
[0064]
In claim 5 of the claims of the present application, the motor applied voltage value stipulates that the upper limit is a voltage value corresponding to the mechanical time constant of the motor. This is because the motor applied voltage becomes higher. Since there is a possibility that the motor starts to rotate, the motor applied voltage value is limited to a voltage value corresponding to the mechanical time constant of the motor as an upper limit value and is kept in a range where the motor does not rotate.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, the electric power steering apparatus according to the present invention checks the failure of the motor current detection means immediately after turning on the ignition key, and is sufficiently smaller than the mechanical time constant Tm of the motor. The motor current command value is set for a time T (Te << T << Tm) sufficiently larger than the target time constant Te, and the current command value and the detected motor current value are calculated in the current deviation value calculation proportional integration unit. A difference is calculated, and a proportional / integral operation (PI operation) based on the difference Δi is executed to output a current control value E for controlling the motor.
[0066]
When the motor current is not correctly detected as the current control value E, the current control value E increases with time due to the integration operation described above, and the motor applied voltage increases. As a result, even if the contact surface between the commutator and the brush of the motor is covered with an oxide film and the motor current cannot be detected accurately, a high voltage is applied to the motor, so the oxide film on the contact surface breaks down. Thus, a state where the motor current flows normally is created.
[0067]
As a result, the influence of the oxide film between the motor commutator and the brush is always eliminated when a failure is detected. If the detected motor current value is outside the range of the preset motor current limit value, the motor current It can be determined that the detection means has failed.
[0068]
Furthermore, immediately after turning on the ignition key, it is possible to detect a failure of the motor current detection means in a state where the motor does not substantially rotate, so that there is a risk that the steering handle rotates when a failure is detected. Absent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining an outline of a configuration of an electric power steering apparatus.
FIG. 2 is a block diagram of an electronic control circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of a motor drive circuit.
FIG. 4 is a diagram for explaining a transient characteristic of a motor current i and a motor angular velocity ω, and a sampling timing of the motor current i.
FIG. 5 is a diagram for explaining the influence of an oxide film on a contact surface between a commutator of a motor and a brush.
[Explanation of symbols]
3 Torque sensor 10 Motor 11 Ignition key 12 Vehicle speed sensor 13 Electronic control circuit 21 Phase compensator 22 Current command value calculation unit 23 Current deviation value calculation proportional integration unit 24 Motor drive circuit 25 Motor current detector 31 Motor current recognition unit 32 G. Key ON detector 33 Failure determination unit 34 Fail safe processor 35 Battery voltage detector 41 Conversion unit 42 FET gate drive circuit 43 Boost power supply

Claims

少なくともステアリングシヤフトに発生する操舵トルク信号に基づいてステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの出力を制御する制御手段を備えた電動パワーステアリング装置において、前記制御手段は、
モータ電流の指令値を演算する電流指令値演算手段と、
モータ電流を検出するモータ電流検出手段と、
前記電流指令値とモータ電流検出値との差分を比例積分器を介して積分した電流制御値を出力する電流偏差値演算比例積分手段と、
モータ電流検出値が予め設定された限界値の範囲外であるときモータ電流手段の故障を判定する故障判定手段とを備え、
前記制御手段は、モータの電気的時定数よりも大きく、且つモータの機械的時定数よりも小さい時間だけモータ電流指令値を設定すると共に、モータの整流子とブラシとの接触面の酸化被膜の絶縁が破壊される電圧まで高められた前記電流偏差値演算比例積分手段から出力された電流制御値に基づいて設定されたモータ印加電圧値によりモータを駆動し、検出されたモータ電流に基づいて故障判定手段によるモータ電流検出手段の故障の判定を実行させること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。In the electric power steering apparatus comprising a control means for controlling an output of a motor that applies a steering assist force to the steering mechanism based on at least a steering torque signal generated in the steering shaft, the control means includes:
Current command value calculating means for calculating a command value of the motor current;
Motor current detection means for detecting motor current;
Current deviation value calculation proportional integration means for outputting a current control value obtained by integrating the difference between the current command value and the motor current detection value via a proportional integrator;
A failure determination means for determining a failure of the motor current means when the motor current detection value is outside a preset limit value range;
The control means sets the motor current command value for a time that is larger than the electrical time constant of the motor and smaller than the mechanical time constant of the motor, and the oxide film on the contact surface between the commutator and the brush of the motor. The motor is driven by a motor applied voltage value set based on the current control value output from the current deviation value calculation proportional integration means raised to a voltage at which insulation is broken, and a failure occurs based on the detected motor current. An electric power steering apparatus characterized by causing a determination of a failure of a motor current detection means by a determination means.

前記故障判定手段は、前記モータ電流検出手段による複数回のモータ電流のサンプリングによる検出結果に基づいてモータ電流検出手段の故障を判定すること
を特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the failure determination unit determines a failure of the motor current detection unit based on a detection result obtained by sampling the motor current a plurality of times by the motor current detection unit.

前記故障判定手段は、前記モータ電流検出手段による複数回のモータ電流のサンプリングによる検出結果の中に、予め設定されたモータ電流限界値の範囲内のものと範囲外のものが含まれているときは、直ちにモータ電流検出手段の故障と判定せず、再度複数回のモータ電流のサンプリングによる検出を行なってその検出結果の中にモータ電流限界値の範囲外のものが含まれるとき、或いは時系列的に次第に高められたモータ印加電圧値に対応するモータ電流値の検出結果が予め設定されたモータ電流限界値の範囲外のものであるとき、モータ電流検出手段の故障と判定すること
を特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。When the failure determination means includes a detection result obtained by sampling the motor current a plurality of times by the motor current detection means, those within the range of the preset motor current limit value and those outside the range Does not immediately determine that the motor current detection means is faulty, but performs detection by sampling a plurality of times of motor current again, and when the detection results include those outside the motor current limit value range, or time series In particular, when the detection result of the motor current value corresponding to the gradually increased motor applied voltage value is outside the range of the preset motor current limit value, it is determined that the motor current detecting means has failed. The electric power steering apparatus according to claim 2 .

前記故障判定手段は、前記モータ電流検出手段による複数回のモータ電流のサンプリングによる検出結果の中に、予め設定されたモータ電流限界値の範囲外の値が連続して指定回数検出されたときモータ電流検出手段の故障と判定すること
を特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。The failure determination unit is configured to detect a motor when a value outside the range of a preset motor current limit value is detected a specified number of times in a detection result obtained by sampling the motor current a plurality of times by the motor current detection unit. The electric power steering apparatus according to claim 2 , wherein the electric power steering device is determined to be a failure of the current detection means.

前記モータ印加電圧値は、モータの機械的時定数に対応する電圧値を上限とすることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the motor applied voltage value has an upper limit of a voltage value corresponding to a mechanical time constant of the motor.